008-刚体定轴转动定律、转动惯量1.选择题1.两个匀质圆盘A和B的半径分别为AR和BR,若BARR,但两圆盘的质量相同,如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为JA和JB,则[](A)JA>JB.(B)JA<JB.(C)JA=JB.(D)不能确定JA、JB哪个大.答案:(A)2.两个匀质圆盘A和B的密度分别为A和B,若A>B,但两圆盘的质量与厚度相同,如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为JA和JB,则[](A)JA>JB.(B)JA<JB.(C)JA=JB.(D)不能确定JA、JB哪个大.答案:(B)3.有两个半径相同,质量相等的细圆环A和B.A环的质量分布均匀,B环的质量分布不均匀.它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为JA和JB,则[](A)JA>JB.(B)JA<JB.(C)JA=JB.(D)不能确定JA、JB哪个大.答案:(C)4.有两个半径相同的细圆环A和B.A环的质量为Am,B环的质量Bm,而BAmm。它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为JA和JB,则[](A)JA>JB.(B)JA<JB.(C)JA=JB.(D)不能确定JA、JB哪个大.答案:(B)5.质量相同的两根匀质棒,长度分别为Al和Bl,BAll,两根棒对棒的中心的转动惯量分别为AJ和BJ,则[](A)JA>JB.(B)JA<JB.(C)JA=JB.(D)不能确定JA、JB哪个大.答案:(B)6.一刚体以每分钟60转绕z轴做匀速转动(沿z轴正方向).设某时刻刚体上一点P的位置矢量为kjir543,其单位为“10-2m”,若以“10-2m·s-1”为速度单位,则该时刻P点的速度为:[](A)kji157.0125.694.2v(B)ji8.181.25v(C)ji8.181.25v(D)k4.31v答案:(B)7.几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上,如果这几个力的矢量和为零,则此刚体[](A)必然不会转动.(B)转速必然不变.(C)转速必然改变.(D)转速可能不变,也可能改变.答案:(D)8.一圆盘绕过盘心且与盘面垂直的光滑固定轴O以角速度按图示方向转动.若如图所示的情况那样,将两个大小相等方向相反但不在同一条直线的力F沿盘面同时作用到圆盘上,则圆盘的角速度[](A)必然增大.(B)必然减少.(C)不会改变(D)如何变化,不能确定.不能确答案:(A)OFF9.关于刚体对轴的转动惯量,下列说法中正确的是[](A)只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关.(B)取决于刚体的质量和质量的空间分布,与轴的位置无关.(C)取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置.(D)只取决于转轴的位置,与刚体的质量和质量的空间分布无关.答案:(C)10.均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示.今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆动到竖直位置的过程中,下述说法哪一种是正确的?[](A)角速度从小到大,角加速度从大到小.(B)角速度从小到大,角加速度从小到大.(C)角速度从大到小,角加速度从大到小.(D)角速度从大到小,角加速度从小到大.答案:(A)11.质量为m,长为l均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示.今使棒由静止开始从水平位置自由下落摆动到竖直位置。若棒的质量不变,长度变为l2,则棒下落相应所需要的时间[](A)变长.(B)变短.(C)不变.(D)是否变,不确定.答案:(A)12.一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上,滑轮的转动惯量为J,绳下端挂一物体.物体所受重力为P,滑轮的角加速度为.若将物体去掉而以与P相等的力直接向下拉绳子,滑轮的角加速度将[](A)不变.(B)变小.(C)变大.(D)如何变化无法判断.答案:(C)13.一长为l的均匀直棒可绕过其一端且与棒垂直的水平光滑固定轴转动.抬起另一端使棒向上与水平面成60°,然后无初转速地将棒释放,在棒下落的过程中,下述说法哪一种是正确的?[](A)角速度从小到大,角加速度从大到小.(B)角速度从小到大,角加速度从小到大.(C)角速度从大到小,角加速度从大到小.(D)角速度从大到小,角加速度从小到大.答案:(B)14.如图所示,A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑轮.A滑轮挂一质量为M的物体,B滑轮受拉力F,而且MgF.设A、B两滑轮的角加速度分别为A和B,不计滑轮轴的摩擦,则有[](A)A=B.(B)A>B.(C)A<B(D)开始时A=B,以后A<B.答案:(C)15.均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示.今使棒由静止开始从水平位置自由下落摆动到竖直位置。若棒的质量变为原来的两倍,长度不变,则棒下落相应所需要的时间[](A)不变.(B)变短.(C)变长.(D)是否变,不确定.答案:(A)OAOAlO60°mgAMBFOA16.均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示.今使棒由静止开始从水平位置自由下落摆动到竖直位置。若棒的质量变为原来的两倍,长度不变,则棒下落到竖直位置时的角速度[](A)变大.(B)变小.(C)不变.(D)是否变,不确定.答案:(C)17.一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M的定滑轮,绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体(m1<m2),如图所示.绳与轮之间无相对滑动.若某时刻滑轮沿逆时针方向转动,则绳中的张力[](A)处处相等.(B)左边大于右边.(C)右边大于左边.(D)哪边大无法判断.答案:(C)18.将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上,现在在绳端挂一质量为m的重物,飞轮的角加速度为.如果重物的质量变为2mg时,飞轮的角加速度将[](A)小于.(B)大于,小于2.(C)大于2.(D)等于2.答案:(B)2.填空题1.一根均匀棒,长为l,质量为m,可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在竖直面内自由转动.开始时棒静止在水平位置,当它自由下摆到竖直位置时,它的角加速度等于__________.已知均匀棒对于通过其一端垂直于棒的轴的转动惯量为231ml.答案:02.一根均匀棒,长为l,质量为m,可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在竖直面内自由转动.开始时棒静止在水平位置,当它自由下摆时,它的初角速度等于__________,已知均匀棒对于通过其一端垂直于棒的轴的转动惯量为231ml.答案:03.一根均匀棒,长为l,质量为m,可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在竖直面内自由转动.开始时棒静止在水平位置,当它自由下摆时,它的初角加速度等于__________.已知均匀棒对于通过其一端垂直于棒的轴的转动惯量为231ml.答案:lg234.一长为l、质量可以忽略的直杆,两端分别固定有质量为2m和m的小球,杆可绕通过其中心O且与杆垂直的水平光滑固定轴在铅直平面内转动.开始杆与水平方向成某一角度,处于静止状态,如图所示.释放后,杆绕O轴转动.则当杆转到水平位置时,该系统所受到的合外力矩的大小M=_____________________。答案:mgl21OAm2m1Om2mO5.一长为l、质量可以忽略的直杆,两端分别固定有质量为2m和m的小球,杆可绕通过其中心O且与杆垂直的水平光滑固定轴在铅直平面内转动.开始杆与水平方向成某一角度,处于静止状态,如图所示.释放后,杆绕O轴转动.则当杆转到水平位置时,该系统角加速度的大小=______________________.答案:lg326.一长为L,质量为m的匀质细杆,两端分别固定质量为m和2m的小球,此系统在竖直平面内可绕过中点O且与杆垂直的水平光滑固定轴(O轴)转动.开始时杆与水平成60°角,处于静止状态.无初转速地释放以后,杆球这一刚体系统绕O轴转动.释放后,当杆转到水平位置时,刚体受到的合外力矩M=______________。答案:mgL217.一根长为L,质量为m的匀质细杆,两端分别固定质量为m和2m的小球,此系统在竖直平面内可绕过中点O且与杆垂直的水平光滑固定轴(O轴)转动.开始时杆与水平成60°角,处于静止状态.无初转速地释放以后,杆球这一刚体系统绕O轴转动.释放后,当杆转到水平位置时,刚体的角加速________________.答案:Lg538.一长为l,质量可以忽略的直杆,可绕通过其一端的水平光滑轴在竖直平面内作定轴转动,在杆的另一端固定着一质量为m的小球,如图所示.现将杆由水平位置无初转速地释放.则杆刚被释放时的角加速度0=____________。答案:lg9.一长为l,质量可以忽略的直杆,可绕通过其一端的水平光滑轴在竖直平面内作定轴转动,在杆的另一端固定着一质量为m的小球,如图所示.现将杆由水平位置无初转速地释放.则杆与水平方向夹角为60°时的角加速度=________________.答案:)2(lg10.一飞轮以600rev/min的转速旋转,转动惯量为2.5kg·m2,现加一恒定的制动力矩使飞轮在1s内停止转动,则该恒定制动力矩的大小M=_________.答案:157mN11.一可绕定轴转动的飞轮,在20N·m的总力矩作用下,在10s内转速由零均匀地增加到8rad/s,飞轮的转动惯量J=______________.答案:2mkg2512.一定滑轮质量为M、半径为R,对水平轴的转动惯量J=21MR2.在滑轮的边缘绕一细绳,绳的下端挂一物体.绳的质量可以忽略且不能伸长,滑轮与轴承间无摩擦.物体下落的加速度为a,则绳中的张力T=_________________.答案:Ma21m2mOO60°m2mO60°m2mlmlm13.一根均匀棒,长为l,质量为m,可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在竖直面内自由转动.开始时棒静止在水平位置,当它自由下摆到与水平位置成060角时,它的角加速度等于__________.已知均匀棒对于通过其一端垂直于棒的轴的转动惯量为231ml.答案:lg4314.如图所示,一根轻绳绕于半径r=0.2m的飞轮边缘,并施以F=98N的拉力,若不计轴的摩擦,飞轮的角加速度等于39.2rad/s2,此飞轮的转动惯量为___________________________.答案:0.52mkg15.如图所示,飞轮的质量为m,半径为R,可以看作圆盘,一轻绳绕于飞轮边缘,并施以拉力F,若不计轴的摩擦,飞轮的角加速度等于_______________________.答案:mRF216.如图所示,一根轻绳绕于半径为r的飞轮边缘,并以质量为m的物体挂在绳端,飞轮对过轮心且与轮面垂直的水平固定轴的转动惯量为J.若不计摩擦,飞轮的角加速度=_______________.答案:mrrJmg17.一长为l的均匀细直棒,可绕通过其一端的光滑固定轴在竖直平面内转动.使棒从水平位置自由下摆,当棒和水平面成30°角时,棒转动的角速度=_______________.答案:lg2318.一根均匀棒,长为l,质量为m,可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在竖直面内自由转动.开始时棒静止在水平位置,当它自由下摆到竖直位置时,它的角速度等于__________.已知均匀棒对于通过其一端垂直于棒的轴的转动惯量为231ml.答案:lg319.半径为R具有光滑轴的定滑轮边缘绕一细绳,绳的下端挂一质量为m的物体.绳的质量可以忽略,绳与定滑轮之间无相对滑动.若物体下落的加速度为a,则定滑轮对轴的转动惯量J=______________________.答案:aRagm2)(FFm3.计算题1.一半径为25cm的圆柱体,可绕与其中心轴线重合的光滑固定轴转动.圆柱体上绕上绳子.圆柱体初角速度为零,现拉绳的端点,使其以1m/s2的加速度运动.绳与圆柱表面无相对滑动.试计算在t=5s时(1)圆柱体的角加速度,(2)如果圆柱体对转轴的转动惯量为2kg·m2,那么要保持上述角加速度不变,应加的拉力为多少?(3)圆柱体的角速度。解:(1)圆柱体